第三篇金属塑性加工1972年在河北藁(gao)城台西村商代(公元前14世纪)遗址中出土了一件铁刃铜钺。外刃部断失，残存刃部包入铜内约1厘米，已全部氧化。经鉴定，残刃中没有人工冶铁的特征；镍的分布表明,该刃为陨铁(陨石的一种，含铁80%以上，常含镍。)制成，不可能用人工冶铁获得,陨铁器虽然不是从矿石冶炼的铁，但它的出现表明中国在公元前14世纪前后已能识别金属铁，并能锻打成兵刃使用。陨石是来自地球之外的“客人”。含石量大的陨星称为陨石，含铁量大的陨星称为陨铁。根据陨石本身所含的化学成分的不同，大致可分为三种类型：1.铁陨石，也叫陨铁，它的主要成分是铁和镍；铁的含量一般在98%以上,镍的含量在4%~20%之间,所以很容易鉴别.因为地球上没有那种矿石能够通过直接熔炼提供含量这么高而且成分均匀的镍2.石铁陨石，也叫陨铁石，这类陨石较少，其中铁镍与硅酸盐大致各占一半；3.石陨石，也叫陨石，主要成分是硅酸盐，这种陨石的数目最多。一、金属的塑性成形(塑性加工)2、条件1）塑性材料，低碳钢、铝、铜合金最好；2）受力作用（冲击力、静压力），即内部应力大于屈服强度。满足屈服条件：σ>σs（材料屈服强度）。３、方法(锻造、冲压、挤压、轧制、拉拔等）１）锻造自由锻造和模膛锻造上砥铁模膛锻造２）板料冲压（又称薄板冲压和冷冲压）３）拉拔金属坯料在一对回转的轧辊的空隙中受压变形，从而获得各种相应形状和尺寸的产品。金属材料在挤压模内受压被挤出模孔而变形的加工方法。挤压产品截面形状图压力加工的特点:1）机械性能好；组织致密，2）节省材料；3）生产效率高；4）设备投资大；5）对材料的要求严格。①单晶体的塑性变形晶体的塑性变形主要是滑移和孪晶滑移——在切应力的作用下，晶体产生剪切变形，即发生晶格歪扭。晶体的一部分与另一部分沿着一定的晶面产生相对滑动，从而产生塑形变形。孪晶也叫双晶。它是晶体在外力作用下，晶格的一部分相对另一部分沿着孪晶面发生转动的结果。转动后以孪晶面为界面，形成镜像对称。②多晶体塑性变形主要的变形方式仍是滑移和转动。可以看成是组成多晶体的许多单个晶粒产生变形的综合效果。晶间也有滑动和转动。③晶界的存在会带来变形抗力（阻碍）三、塑性变形对金属组织性能影响常温下塑性变形对低碳钢力学性能的影响回复再结晶(３)热变形及其影响纤维组织铸锭在借助塑性变形进行压力加工时，基体金属的晶粒形状和沿晶界分布的杂质都发生了变形，它们沿着变形最大的方向被拉长，呈纤维状，这种结构——纤维组织。纤维组织的稳定性很高，形成后，不能用热处理的方法来消除，只有经过压力加工才能改变其方向和形状，在设计和制造零件时，必须遵守以下两点：①使纤维方向和零件的轮廓方向相适应而不被切断。②使零件所受的最大正应力与纤维方向一致，最大切应力与纤维方向垂直。（1）在纵向（平行纤维方向）上：塑性和韧性提高．形成锻造流线(即纤维组织)的明显程度与变形程度有关.６、钢的锻造性及其影响因素常用金属材料的锻造温度范围始锻温度：开始锻造时，金属允许加热的最高温度。终锻温度：金属停止锻造的温度。始锻温度与终锻温度的区间——锻造温度范围确定锻造温度范围的依据是合金状态图表1常用钢材的锻造范围复习题二、锻造方法与工艺设备:锻锤、蒸汽-空气锤、水压机水压机水压机，吨位（静压力）大，大型锻件生产的自由锻造设备。最大吨位达3.5万吨。应用单件、小批量生产,大型锻件的唯一锻造方法；300T镦粗：是减少坯料高度而增大其截面积的工序。拔长——是使坯料横截面积减少而长度增加的工序。见图2所示弯曲：使坯料的轴线产生一定的曲率2)锻件分类及基本工序方案２、模镗锻造(锤上模锻、曲柄压力机上模锻、摩擦压力机模锻金属热坯在锻模模镗内三向压应力状态下的塑性变形。应用:能锻制难以成形的复杂锻件，如汽车连杆、前梁、曲轴等。1）模膛的分类(按功用不同)制坯模膛：拔长模膛、滚压模膛、弯曲模膛、切断模膛等模锻模膛：预锻、终锻制坯模膛——对于形状复杂的模锻件,为了使坯料的形状基本接近模锻件形状,使金属能合理分布和很好模锻模膛(改变坯料横截面积与形状，为最终成形做准备。)包括：拔长模膛：减小横截面积，增加长度。滚压模膛：改变各横截面上坯料分布，滚圆。弯曲模膛：改变坯料轴线呈弯曲坯料。模锻模膛:预锻模膛：使坯料形状、尺寸更接近终锻形状的模膛，一般不设置飞边槽。终锻模膛：模锻时最后成形的模膛,为了使坯料形状、尺寸达到锻件要求，故终锻模膛的尺寸应比锻件尺寸放一个收缩量,分模面四周设有飞边槽。2）锻造模膛的结构3）锻模材料要求：高温下具有足够的强度、硬度、韧性、耐磨性、抗热疲劳性、回火稳定性等。4）飞边与冲孔连皮飞边——坯料沿分模面锻